دیتاشیت لامپ LED سفید 334-15/F1C5-1 RTA - پکیج T-1 3/4 - حداکثر 3.6 ولت - 110 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند جزئیات مشخصات یک لامپ LED سفید با درخشندگی بالا را تشریح می‌کند. این قطعه در یک پکیج گرد محبوب T-1 3/4 قرار گرفته است که آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای نشانگر و روشنایی مناسب می‌سازد. فناوری اصلی شامل یک چیپ InGaN است که تابش آبی آن توسط یک لایه فسفر درون رفلکتور به نور سفید تبدیل می‌شود. ویژگی‌های کلیدی شامل خروجی توان نوری بالا، مختصات رنگی معمول هدف‌گیری شده بر روی نقطه سفید و مطابقت با دستورالعمل‌های RoHS است. این قطعه همچنین با محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) طراحی شده و تا ولتاژ 4 کیلوولت مقاومت می‌کند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 محدودیت‌های مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه تحت شرایط محیطی خاص (دمای محیط=25 درجه سانتی‌گراد) تعریف شده است. جریان مستقیم پیوسته (IF) در 30 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده و جریان مستقیم پیک (IFP) 100 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز) مجاز است. حداکثر ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است. محدوده دمای عملیاتی (Topr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد گسترده است، در حالی که ذخیره‌سازی می‌تواند بین 40- درجه سانتی‌گراد و 100+ درجه سانتی‌گراد انجام شود. دستگاه می‌تواند دمای لحیم‌کاری (Tsol) 260 درجه سانتی‌گراد را به مدت 5 ثانیه تحمل کند. اتلاف توان کل (Pd) به 110 میلی‌وات محدود شده است. یک دیود زنر برای محافظت یکپارچه شده است که حداکثر جریان معکوس (Iz) آن 100 میلی‌آمپر است.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

تحت شرایط آزمایش استاندارد (دمای محیط=25 درجه سانتی‌گراد، IF=20mA)، ولتاژ مستقیم (VF) از حداقل 2.8 ولت تا حداکثر 3.6 ولت متغیر است. ولتاژ معکوس زنر (Vz) معمولاً در Iz=5mA برابر 5.2 ولت است. جریان معکوس (IR) در VR=5V تضمین می‌شود که زیر 50 میکروآمپر باشد. پارامتر نوری اصلی، شدت نور (IV)، محدوده وسیعی از 4500 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 9000 میلی‌کاندلا (حداکثر) دارد، با زاویه دید معمول (2θ1/2) 50 درجه. مختصات رنگی معمول بر اساس استاندارد CIE 1931 برابر است با x=0.29 و y=0.28.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20mA در دسته‌های مختلفی مرتب می‌شوند. کدهای دسته و محدوده‌های متناظر آنها عبارتند از: دسته R (4500 - 5650 mcd)، دسته S (5650 - 7150 mcd) و دسته T (7150 - 9000 mcd). عدم قطعیت اندازه‌گیری 10± درصد ذکر شده است.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

قطعات همچنین بر اساس افت ولتاژ مستقیم آنها دسته‌بندی می‌شوند. دسته‌ها عبارتند از: کد 0 (2.8 - 3.0V)، کد 1 (3.0 - 3.2V)، کد 2 (3.2 - 3.4V) و کد 3 (3.4 - 3.6V). عدم قطعیت اندازه‌گیری برای ولتاژ 0.1± ولت است.

3.3 دسته‌بندی رنگ (کروماتیسیتی)

نمودار کروماتیسیتی CIE و جدول مرتبط، رتبه‌های رنگ خاص (A1, A0, B3, B4, B5, B6, C0) را تعریف می‌کنند. هر رتبه توسط یک ناحیه چهارضلعی در نمودار مختصات CIE 1931 (x,y) تعریف می‌شود. این رتبه‌ها LEDهایی با رنگ سفید درک شده مشابه را گروه‌بندی می‌کنند که محدوده دمای رنگ مرتبط (CCT) تقریباً از 4600K تا بیش از 22000K را همانطور که در نمودار نشان داده شده است، پوشش می‌دهند. عدم قطعیت اندازه‌گیری برای مختصات رنگ 0.01± است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

• شدت نسبی در مقابل طول موج:توزیع توان طیفی خروجی نور سفید را نشان می‌دهد که یک طیف گسترده ناشی از ترکیب LED آبی و فسفر است.
• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV):رابطه غیرخطی بین جریان و ولتاژ را به تصویر می‌کشد که برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان ضروری است.
• شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان درایو افزایش می‌یابد، که معمولاً یک رابطه زیرخطی در جریان‌های بالاتر به دلیل افت بازده و گرمایش نشان می‌دهد.
• جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:کاهش حداکثر جریان مستقیم مجاز با افزایش دمای محیط را نشان می‌دهد که برای مدیریت حرارتی حیاتی است.
• مختصات کروماتیسیتی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه نقطه رنگ (x,y) ممکن است با تغییرات جریان درایو کمی جابجا شود.
• شدت نسبی در مقابل جابجایی زاویه‌ای:یک نمودار قطبی که الگوی تابش فضایی یا زاویه دید LED را نشان می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

LED از یک پکیج گرد استاندارد T-1 3/4 (5mm) با دو پایه محوری استفاده می‌کند. نقشه ابعادی دقیق، طول کلی، قطر پایه، شکل لنز و صفحه نشیمن را مشخص می‌کند. نکات کلیدی شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر است، فاصله پایه‌ها در نقطه خروجی از پکیج اندازه‌گیری می‌شود و حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.5mm است. پکیج شفاف است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

اگر نیاز به خم کردن پایه‌ها باشد، باید در نقطه‌ای حداقل 3mm از پایه حباب اپوکسی انجام شود. فرم‌دهی همیشه باید قبل از لحیم‌کاری انجام شود. باید از اعمال تنش بر روی پکیج در حین فرم‌دهی برای جلوگیری از آسیب یا شکستگی اجتناب کرد. برش پایه باید در دمای اتاق انجام شود. هنگام نصب روی PCB، سوراخ‌ها باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 ذخیره‌سازی

شرایط ذخیره‌سازی توصیه شده 30 درجه سانتی‌گراد یا کمتر و رطوبت نسبی 70% یا کمتر است. عمر ذخیره‌سازی تحت این شرایط به 3 ماه محدود می‌شود. برای ذخیره‌سازی طولانی‌تر (تا یک سال)، قطعات باید در یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن نگهداری شوند.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

لحیم‌کاری باید با دقت انجام شود و حداقل فاصله 3mm از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی حفظ شود. شرایط توصیه شده عبارتند از:
لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 30 وات)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه.
لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 60 ثانیه)، حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 بسته‌بندی

LEDها در مواد مقاوم در برابر رطوبت و ضد استاتیک بسته‌بندی می‌شوند. جریان بسته‌بندی معمول به این صورت است: LEDها در یک کیسه ضد استاتیک قرار می‌گیرند (200-500 قطعه در هر کیسه). پنج کیسه در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرد. ده کارتن داخلی در یک کارتن خارجی بسته‌بندی می‌شوند.

7.2 برچسب‌گذاری

برچسب‌ها شامل فیلدهایی برای شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره تولید (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، کدهای دسته‌بندی برای شدت نور و ولتاژ مستقیم (CAT)، رتبه رنگ (HUE)، مرجع (REF) و شماره سری ساخت (LOT No.) است.

7.3 تعیین شماره قطعه

شماره قطعه از ساختار زیر پیروی می‌کند: 334-15/F1 C5-□ □ □ □. فضاهای خالی مربوط به کدهای خاص برای گروه رنگ، دسته شدت نور و گروه ولتاژ است که امکان انتخاب دقیق ویژگی‌های عملکردی را فراهم می‌کند.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 کاربردهای معمول

شدت نور بالا، این LED را برای پنل‌های پیام، نشانگرهای نوری، کاربردهای نور پس‌زمینه و چراغ‌های نشانه‌ای که در آنها دید بالا مورد نیاز است، مناسب می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی

• درایو جریان:همیشه از یک منبع جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با LED استفاده کنید. با در نظر گرفتن کاهش حرارتی، در جریان توصیه شده 20mA برای روشنایی استاندارد یا 30mA برای حداکثر روشنایی یا کمتر از آن کار کنید.
• مدیریت حرارتی:در حالی که پکیج برای اتلاف توان بالا طراحی نشده است، اطمینان از تهویه مناسب و اجتناب از کارکرد بالاتر از حداکثر دمای اتصال برای طول عمر دستگاه حیاتی است، به ویژه زمانی که با جریان‌های بالاتر یا در دمای محیط بالا درایو می‌شود.
• محافظت ESD:اگرچه دستگاه دارای محافظت داخلی ESD (4KV) است، اما رعایت احتیاط‌های استاندارد هنگام مونتاژ همچنان توصیه می‌شود.
• طراحی نوری:زاویه دید 50 درجه یک الگوی تابش گسترده ارائه می‌دهد. برای نور متمرکز، ممکن است به اپتیک ثانویه (لنزها) نیاز باشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

مزایای اصلی این LED در کلاس خود (LED سفید T-1 3/4) شدت نور بسیار بالا (تا 9000 mcd) و در دسترس بودن دسته‌بندی دقیق الکتریکی و رنگی است. دیود زنر یکپارچه برای محافظت در برابر ولتاژ معکوس، یک ویژگی قابل توجه است که می‌تواند طراحی مدار را در محیط‌های مستعد نوسانات ولتاژ ساده کند. سیستم دسته‌بندی دقیق به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را برای روشنایی و رنگ یکنواخت در کاربردهای خود انتخاب کنند و نیاز به کالیبراسیون پس از تولید را کاهش می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: هدف کدهای دسته‌بندی مختلف چیست؟
پ: دسته‌بندی تضمین کننده یکنواختی است. دسته‌های شدت نور (R, S, T) حداقل روشنایی را تضمین می‌کنند. دسته‌های ولتاژ (0-3) به پیش‌بینی مصرف توان و ساده‌سازی طراحی درایور کمک می‌کنند. دسته‌های رنگ (A1-C0) ظاهر رنگ سفید یکنواخت در بین چندین LED در یک مجموعه را تضمین می‌کنند.

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 30mA درایو کنم؟
پ: بله، 30mA حداکثر رتبه پیوسته مطلق در 25 درجه سانتی‌گراد است. با این حال، باید منحنی کاهش رتبه (جریان مستقیم در مقابل دمای محیط) را بررسی کنید. در دمای محیط بالاتر، حداکثر جریان پیوسته مجاز کاهش می‌یابد تا از گرمایش بیش از حد و خرابی زودرس جلوگیری شود.

س: چگونه نمودار کروماتیسیتی CIE را برای این LED تفسیر کنم؟
پ: مکان هندسی جسم سیاه و خطوط CCT برای مرجع ارائه شده است. چهارضلعی‌های رنگی (A1, A0 و غیره) محدوده رنگ قابل قبول برای هر دسته هستند. LEDها آزمایش شده و در این نواحی دسته‌بندی می‌شوند. CCT پایین‌تر (مثلاً نزدیک B3/B4) نشان‌دهنده سفیدی گرم‌تر است، در حالی که CCT بالاتر (مثلاً نزدیک C0) نشان‌دهنده سفیدی خنک‌تر و آبی‌تر است.

11. مورد استفاده عملی

سناریو: طراحی پنل نشانگر وضعیت با دید بالا.
یک مهندس در حال طراحی یک پنل کنترل صنعتی است که به نشانگرهای وضعیت سفید روشن و یکنواخت قابل مشاهده تحت نور محیطی بالا نیاز دارد. با انتخاب LEDها از یک دسته شدت نور یکسان (مثلاً دسته T برای حداکثر روشنایی) و یک دسته رنگ یکسان (مثلاً B4 برای سفیدی خنثی)، آنها ظاهر و روشنایی یکنواخت در بین تمام نشانگرها را تضمین می‌کنند. زاویه دید 50 درجه دید خوبی از زوایای مختلف ارائه می‌دهد. مهندس یک مدار درایور ساده با استفاده از منبع تغذیه 5 ولت و یک مقاومت محدودکننده جریان محاسبه شده برای حدود 20mA پیاده‌سازی می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که عملکرد در محدوده مشخصات است. دیود زنر یکپارچه از LEDها در برابر قطبیت معکوس تصادفی در طول تعمیر و نگهداری محافظت می‌کند.

12. معرفی اصل عملکرد

این یک LED سفید تبدیل شده با فسفر است. هسته آن یک چیپ نیمه‌هادی ساخته شده از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است که هنگام بایاس مستقیم (الکترولومینسانس) نور آبی ساطع می‌کند. این نور آبی مستقیماً ساطع نمی‌شود. در عوض، به یک پوشش فسفر (معمولاً گارنت آلومینیوم ایتریم دوپ شده با سریم، یا YAG:Ce) که در رزین اپوکسی پکیج معلق است، برخورد می‌کند. فسفر بخشی از فوتون‌های آبی را جذب کرده و نور را در یک طیف گسترده در ناحیه زرد دوباره ساطع می‌کند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده جذب نشده و تابش زرد گسترده از فسفر با هم مخلوط شده و نوری تولید می‌کنند که برای چشم انسان سفید به نظر می‌رسد. نسبت‌های خاص آبی به زرد و ترکیب دقیق فسفر، دمای رنگ مرتبط (CCT) و ویژگی‌های بازآفرینی رنگ نور سفید را تعیین می‌کند.

13. روندهای فناوری

فناوری توصیف شده نمایانگر مرحله بلوغ توسعه LED سفید تبدیل شده با فسفر است. روندهای جاری در صنعت گسترده‌تر LED شامل موارد زیر است:
افزایش بازده:بهبودهای مداوم در بازده کوانتومی داخلی چیپ آبی InGaN و بازده تبدیل فسفر (خروجی لومن بر وات بالاتر).
کیفیت رنگ:توسعه مخلوط‌های چند فسفری (مثلاً افزودن فسفرهای قرمز) برای بهبود شاخص بازآفرینی رنگ (CRI)، دستیابی به بازتولید رنگ طبیعی‌تر و اشباع‌شده‌تر، اگرچه این دیتاشیت یک سیستم تک فسفر ساده‌تر را مشخص می‌کند.
کوچک‌سازی پکیج:در حالی که T-1 3/4 همچنان محبوب است، بسیاری از کاربردهای جدید به سمت پکیج‌های نصب سطحی (SMD) مانند 2835 یا 3030 برای قابلیت ساخت بهتر و عملکرد حرارتی بهتر در حرکت هستند.
روشنایی هوشمند و متصل:ادغام الکترونیک کنترل مستقیماً با پکیج‌های LED یک روند رو به رشد است، اگرچه این محصول یک قطعه گسسته و بدون درایور است.
این دستگاه خاص بر ارائه شدت نور بالا در یک پکیج کلاسیک سوراخ‌دار متمرکز است، نیازی که برای بسیاری از کاربردهای نشانگر با روشنایی بالا و خاص قدیمی پایدار باقی می‌ماند.